糞菌移植治療炎癥性腸病的研究進(jìn)展

葉雨松，周雪芹，顏 瓊，鐘曉琳，呂沐瀚

西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科（瀘州 646000）

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是一組以慢性、復(fù)發(fā)性、異質(zhì)性為臨床特征的腸道炎癥性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩病（Crohn's disease，CD）[1]。潰瘍性結(jié)腸炎主要累及結(jié)直腸，常以直腸末端為起始點向近端進(jìn)行性、彌漫性、連續(xù)性擴(kuò)展蔓延；而克羅恩病則可累及全部消化道，呈節(jié)段性，縱行潰瘍、黏膜鋪路石樣改變等為其典型肉眼表現(xiàn)[2]。目前IBD 已影響超過2 000 萬人，約占全球人口的0.3%，并在亞洲地區(qū)呈不斷攀升趨勢，印度和中國發(fā)病率最高，分別為9.31/10 萬人和3.64/10 萬人[3-4]。據(jù)預(yù)測，到2050 年，我國IBD 患者將超過150 萬人[5]。由于其日益嚴(yán)重的發(fā)展趨勢，積極尋找安全有效的治療方法具有重要意義。近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群在IBD 病程中發(fā)揮著重要作用，因此探索腸道菌群與IBD 關(guān)系及糞菌移植治療IBD 的安全性和有效性具有重要臨床意義。

1 IBD發(fā)病機(jī)制

IBD 發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，病因之間相互作用，共同導(dǎo)致疾病發(fā)生發(fā)展。MCGOVERN 等[6]發(fā)現(xiàn)，IBD 紊亂菌群的出現(xiàn)與免疫系統(tǒng)異常呈現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象，人類基因組與菌群間存在著潛在關(guān)聯(lián)。例如，SP140是可導(dǎo)致IBD發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險等位基因之一，其缺失不僅可導(dǎo)致CD患者巨噬細(xì)胞抗菌相關(guān)基因表達(dá)異常、抗菌能力減弱，而且會使患者腸桿菌豐度增加、腸道菌群紊亂[7]。目前相關(guān)研究已確定超過240 個與IBD 發(fā)生相關(guān)的遺傳風(fēng)險位點，其中約30 個在UC 與CD 之間共享[8]。此外，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，不斷變革的生產(chǎn)生活方式也成為觸發(fā)IBD的關(guān)鍵因素。長期食用以高脂高糖為主要特征的“西化”飲食可直接或通過影響腸道菌群間接觸發(fā)黏膜免疫反應(yīng)誘發(fā)或加劇腸道炎癥；蔬菜上農(nóng)藥殘留劑戊炔草胺可作用于腸道樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞，抑制芳香烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AHR）信號，促發(fā)NF-κB-C/EBPβ信號軸而驅(qū)動炎癥反應(yīng)發(fā)生[9]。還有研究發(fā)現(xiàn)[6，10]，IBD 免疫應(yīng)答失調(diào)及腸道黏膜屏障損害與腸道上皮自噬異常有關(guān)。IBD 發(fā)病機(jī)制一般可概括為：環(huán)境因素作用于遺傳易感者，在腸道微生物參與下引起腸道免疫失衡，損傷腸黏膜屏障，導(dǎo)致腸道黏膜持續(xù)炎癥損傷。

2 機(jī)體與菌群

人體與“菌”密不可分，在嬰兒出生后不久，大量來自外部環(huán)境的微生物會附著在其體表及腸道上，其中大部分微生物與人體相適應(yīng)，最終形成與人體相伴終生的共生關(guān)系[11-12]。最近研究表明，人體初始菌群的定植還可能發(fā)生在較出生前更早的階段，這挑戰(zhàn)了科學(xué)界一直以來認(rèn)為胎兒在母體內(nèi)是處于無菌環(huán)境的觀點[13]。在與人體共生的諸多微生物中，約有100萬億個定植于人體腸道，包括細(xì)菌、真菌、病毒等[14]。研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物群的數(shù)量約是正常人體細(xì)胞總數(shù)的10倍，其基因組序列長度約是人類基因組的150 倍[15-16]。腸道微生物群基因組又稱“元基因組”，是維持機(jī)體健康的“第二基因組”[16]。正常微生物群的定植對于促進(jìn)腸道的正常發(fā)育及維持機(jī)體健康至關(guān)重要。

3 IBD菌群紊亂

3.1 IBD腸道內(nèi)菌群紊亂

IBD患者存在著不同程度的腸道菌群紊亂，主要表現(xiàn)為菌群豐度、分布及多樣性改變及其所導(dǎo)致的相關(guān)代謝紊亂與免疫功能失調(diào)[17-18]。“無菌無炎癥”學(xué)說的成立充分證明了腸道菌群參與IBD 發(fā)生發(fā)展[19]。研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，IBD患者腸道菌群中變形菌門、腸桿菌屬等有害微生物豐度顯著增加，梭菌屬、乳酸桿菌屬等有益微生物豐度大幅下降[20]。比較不同IBD 病變部位及疾病活動度下菌群組成發(fā)現(xiàn)[21]，回腸型IBD患者腸道菌群組成與健康人群相比差異較大，而結(jié)腸型IBD 患者腸道菌群與健康人群相比卻有一定相似性；CD患者疾病活動指數(shù)的上升與大腸桿菌豐度的增加有一定關(guān)聯(lián)，而在UC 患者中此類關(guān)聯(lián)卻不甚明顯。腸道菌群紊亂損害腸道上皮、免疫、微生物屏障，導(dǎo)致腸道炎癥持續(xù)反復(fù)發(fā)生[22-24]。不僅如此，腸道菌群紊亂還可影響菌群-腸-腦軸，驅(qū)動宿主晝夜節(jié)律改變，增加IBD患者發(fā)生抑郁疲勞等精神疾病的風(fēng)險[25-26]。

3.2 IBD腸道外菌群紊亂

3.2.1 IBD 口腔菌群紊亂 研究發(fā)現(xiàn)[27]，IBD 患者口腔菌群結(jié)構(gòu)組成異常，Saccharibacteria 菌門（TM7）、Absconditabacteria（SR1）增加，普氏菌屬及奇異菌屬減少。由于口腔菌群可順消化道下移并定植于腸道，促進(jìn)腸道炎癥發(fā)展，導(dǎo)致IBD 病情惡化，因此IBD 患者口腔菌群狀態(tài)值得人們關(guān)注[28-30]。其實在健康狀態(tài)下口腔菌群在腸道內(nèi)也有定植，只是其定植程度有限，而在IBD患者中，特定口腔菌群如肺炎克雷伯桿菌、具核梭桿菌、小韋榮球菌等卻常大量定植并富集于腸道中，增加疾病惡化風(fēng)險[29，31]?？谇患?xì)菌導(dǎo)致IBD 病情惡化常經(jīng)歷三個階段[29]：①口腔菌群中疾病相關(guān)菌群增多、腸道的定植抵抗能力減弱；②口腔菌群移位至腸道；③口腔菌群定植并惡化IBD。因此IBD 患者需更加注重口腔衛(wèi)生，避免菌群“口-腸軸”相互影響。

3.2.2 IBD陰道菌群紊亂 IBD高發(fā)時段恰處于女性最佳育齡期，因此IBD孕產(chǎn)婦及胎兒的預(yù)后備受關(guān)注[32]。與健康孕婦相比，IBD 孕婦陰道菌群組成存在差異，其中念珠菌、厭氧菌、柔膜菌綱（包括支原體屬和脲原體屬）相對豐度升高，乳酸桿菌相對減少[33-34]。IBD 孕婦不良妊娠結(jié)局風(fēng)險較高，這除與疾病活動復(fù)發(fā)有關(guān)外，陰道菌群紊亂也是可能的重要因素[33，35]。因此，我們需要進(jìn)一步研究IBD 孕婦陰道菌群特點，規(guī)范妊娠期IBD 科學(xué)管理決策，以降低IBD 相關(guān)妊娠不良風(fēng)險，為IBD育齡女性帶來福音。

4 糞菌移植的一般治療機(jī)制

糞菌移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）是將篩選出的健康供體糞便懸濁液導(dǎo)入到患者胃腸道中，以期改善腸道微生物群組成而達(dá)到治療效果的一種治療方法[36]。關(guān)于FMT 的最早記錄可追溯到公元4世紀(jì)的中國東晉時期，葛洪《肘后備急方》述“飲糞汁一升，即活”[37-38]。而西方國家關(guān)于FMT的最早記錄是在1958 年，EISEMAN 及其同事用FMT 成功治愈了4 例偽膜性腸炎患者，這也是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中關(guān)于FMT 的第一篇報道[39]。近年來，F(xiàn)MT 在治療復(fù)發(fā)性難辨梭狀芽孢桿菌感染方面表現(xiàn)出卓越療效，被納入美國FDA 治療指南[40-41]。此外，越來越多研究發(fā)現(xiàn)FMT 作為潛在治療方案在IBD治療上也展現(xiàn)出其獨特魅力。

4.1 FMT恢復(fù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)

益生元、益生菌制劑及來自健康人群的FMT 治療是目前調(diào)控腸道菌群的主要方法，但益生元與益生菌制劑療效有限，因此FMT 被認(rèn)為是目前唯一的既能調(diào)節(jié)腸道菌群數(shù)量，又可在一定程度上恢復(fù)菌群多樣性的治療方法[6]。研究發(fā)現(xiàn)[42-44]，在FMT后獲益的IBD患者腸道菌群中，不僅霍氏真桿菌及Roseburia inulivorans等菌群豐度、多樣性增加，而且發(fā)現(xiàn)菌群相關(guān)代謝產(chǎn)物如短鏈脂肪酸、次級膽汁酸合成水平提升，黏蛋白消化、產(chǎn)丁酸及抗生素抵抗等微生物功能也可通過FMT實現(xiàn)宿主間的有效轉(zhuǎn)移。

4.2 FMT恢復(fù)免疫屏障功能

IBD 患者通常采用具有免疫抑制作用的激素或單抗類藥物來對抗免疫失衡、緩解臨床癥狀。近年來，雖然包括ustekinumab、tofacitinib 等新藥的發(fā)現(xiàn)不斷擴(kuò)充著免疫抑制劑的選擇范圍，但很大比例的患者對這些藥物沒有反應(yīng)[45]。研究發(fā)現(xiàn)FMT通過一定程度恢復(fù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)腸道免疫起到治療IBD的效果。一方面，F(xiàn)MT調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞相對豐度，用FMT處理DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠后，小鼠腸道中CD4+T 細(xì)胞頻率及絕對計數(shù)降低，與其增殖能力降低一致[46]。另一方面，F(xiàn)MT 可調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能，用宏基因組檢測技術(shù)分析FMT 干預(yù)有效的UC 患者腸道菌群發(fā)現(xiàn)，供體來源的Odoribacter splanchnicus（Os）是FMT 后出現(xiàn)臨床反應(yīng)的免疫反應(yīng)性細(xì)菌，該菌通過促進(jìn)Treg細(xì)胞分化、誘導(dǎo)IL-10分泌抑制、代謝產(chǎn)丁酸從而抑制小鼠結(jié)腸炎癥發(fā)展[47]。FMT 也可減弱抗原提呈細(xì)胞呈遞抗原的能力，減少促炎因子釋放，增加抗炎因子表達(dá)，并以此誘導(dǎo)炎癥緩解[46]。此外，F(xiàn)MT可調(diào)節(jié)IBD 患者短鏈脂肪酸、膽汁酸及色氨酸等菌群代謝產(chǎn)物以調(diào)節(jié)腸道免疫功能[48]。短鏈脂肪酸通過促進(jìn)B細(xì)胞發(fā)育、Treg分化與擴(kuò)增、激活炎性小體及IL-18 產(chǎn)生等方式調(diào)節(jié)黏膜免疫；膽汁酸通過FXR 等受體起到免疫調(diào)節(jié)作用；菌群代謝色氨酸產(chǎn)生的吲哚可通過激活多環(huán)芳烴受體等方式調(diào)節(jié)黏膜免疫[48]。

4.3 FMT重建腸上皮屏障完整

腸上皮屏障主要由腸上皮細(xì)胞與細(xì)胞間連接組成，其結(jié)構(gòu)的完整與否將直接影響腸壁的通透性與選擇性[49]。于IBD 患者而言，F(xiàn)MT 可輔助重建上皮屏障完整。研究發(fā)現(xiàn)[46，50]，F(xiàn)MT 后DSS 小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞間隙增寬程度減輕，緊密連接蛋白ZO-1、黏蛋白Muc1、Muc4 等的表達(dá)量明顯上升。FMT 導(dǎo)入的大量活力充沛的腸道菌群也可通過直接競爭腸壁生長區(qū)、抑制病原體附著來恢復(fù)正常的上皮屏障功能[6]。

5 FMT治療IBD的有效性

5.1 FMT治療潰瘍性結(jié)腸炎

1989 年，第一篇關(guān)于FMT 治療UC 的病例報道在柳葉刀雜志發(fā)表[51]。這篇報道的作者之一Dr.JUSTIN D因UC處于持續(xù)活動狀態(tài)而接受FMT治療，F(xiàn)MT治療后其病情在無藥物使用情況下獲得緩解，且結(jié)腸鏡檢查未發(fā)現(xiàn)腸道活動性炎癥[51]。2003 年，BORODY 等[52]對6 名常規(guī)治療無反應(yīng)的UC 患者施以了來自健康供體糞便的灌腸治療，這6名患者在治療后1～13年的隨訪期內(nèi)實現(xiàn)了臨床癥狀、血清生物學(xué)標(biāo)志物和內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果的改善與緩解。2015 年，MOAYYEDI 等[53]對75 位常規(guī)藥物治療無反應(yīng)的活動期UC 患者施行了以接受健康供體糞便FMT和清水灌腸作為對照的雙盲試驗，試驗結(jié)果顯示：試驗組與對照組的臨床與內(nèi)鏡緩解率分別為24%（9/38）、5%（2/37），兩組之間有17%的統(tǒng)計學(xué)差異（P=0.03）。2017 年，PARAMSOTHY 等[54]的研究顯示，在接受健康供體糞便FMT 治療的44 位UC患者中有11 位獲得了臨床與內(nèi)鏡緩解（27%，11/41），而在接受安慰劑移植的40 位UC 患者中僅有3 人達(dá)到了相應(yīng)治療效果（8%，3/40）。2021 年，HAIFER 等[55]開展的試驗顯示，活動期UC患者在口服FMT膠囊后有8人實現(xiàn)了臨床與內(nèi)鏡緩解（53%，8/15），而服用安慰劑的患者中只有3 人（15%，3/20）到達(dá)了同樣緩解標(biāo)準(zhǔn)。近期一項薈萃分析[56]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MT后UC患者臨床反應(yīng)率達(dá)54.6%，臨床緩解率達(dá)35%。

5.2 FMT治療克羅恩病

2014 年，KAO 等[57]予以一位對藥物治療仍有反應(yīng)的CD 患者行FMT 治療，該患者病情在單次FMT 治療后獲得了持續(xù)4 w的臨床與內(nèi)鏡緩解期，這是第一個關(guān)于實行單次FMT治療后IBD病情得到如此顯著改善的病例報道。2016 年，VAUGHN 等[43]對19 位活動期CD患者行FMT 治療，F(xiàn)MT 后疾病緩解率達(dá)到58%（11/19）。2019 年，GUTIN 等[58]在對10 位CD 患者行單次FMT 治療后，3 位患者出現(xiàn)臨床反應(yīng)（3/10，30%），1 位患者獲得臨床緩解（1/10，10%）。2020 年，SOKOL 等[59]開展的隨機(jī)對照試驗顯示，接受健康糞便FMT 治療的CD患者在第10 w、24 w的無類固醇臨床緩解率分別為87.5%、50.0%，而接受安慰劑治療的患者其無類固醇臨床緩解率僅有44.4%、33.3%，該實驗是關(guān)于FMT 治療CD 的第一項隨機(jī)對照試驗。同年，一項薈萃分析[60]，接受FMT治療后CD患者的臨床反應(yīng)率達(dá)79%，臨床緩解率達(dá)到62%。與UC 患者相比，CD 患者似乎對FMT治療具有更高的適應(yīng)性[56]。

6 FMT治療IBD的安全性

大量研究表明，多數(shù)FMT 相關(guān)不良反應(yīng)是溫和且有自限性的[61-62]。2000 年至2020 年的全球FMT 相關(guān)不良反應(yīng)事件（adverse events，AE）分析表明[62]：FMT相關(guān)AE總發(fā)生率為19%，其中腹瀉（10%）和腹部不適/腹痛/痙攣（7%）最常見，微生態(tài)相關(guān)AE 的發(fā)生率僅為0.99%；FMT 相關(guān)嚴(yán)重不良反應(yīng)事件（serious adverse events，SAE）的發(fā)生率為1.4%，且SAE在腸黏膜屏障受損的情況下發(fā)生。FMT 輸注途徑不同，不良反應(yīng)發(fā)生率也有所不同。一般情況下，經(jīng)上消化道途徑輸注相關(guān)AE、SAE 高于經(jīng)下消化道途徑。在FMT 輸送過程中，采取防止菌群回流的措施，如經(jīng)上消化道途徑治療前使用胃復(fù)安、經(jīng)中消化道途徑治療時采用直立體位輸注、調(diào)整輸注速率等可降低FMT 輸送相關(guān)SAE 發(fā)生風(fēng)險。對比生物制劑與FMT治療UC的安全性發(fā)現(xiàn)：英夫利昔單抗治療下AE 發(fā)生率最高，其次是FMT，而維多珠單抗的AE發(fā)生率最低；三種治療方案的SAE發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義[63]?？傮w而言，F(xiàn)MT 確為一種相對安全的IBD 治療策略，但未來仍需更多研究去深入了解FMT 治療機(jī)制和原理，不斷改進(jìn)FMT 方法，以進(jìn)一步提高FMT治療安全性。

7 小結(jié)與展望

炎癥性腸病病程長、反復(fù)發(fā)作、治療費用高昂，該病發(fā)生發(fā)展不僅會嚴(yán)重降低患者生活質(zhì)量、損害患者心理健康，而且會增加患者因病返貧致貧風(fēng)險，極大加重社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。我國IBD 發(fā)病率不斷攀升，形勢嚴(yán)峻，社會各方面需予以IBD足夠的重視。近年來，以恢復(fù)腸道菌群為主要治療目的的FMT治療引起人們極大關(guān)注，多數(shù)臨床試驗顯示出其治療IBD 的良好效果和較高安全性。未來仍需要更多基礎(chǔ)研究和臨床試驗去探討機(jī)體與菌群關(guān)系，驗證FMT治療IBD的獲益效果，甄別FMT 理想干預(yù)方式，以期通過調(diào)節(jié)腸道微生物實現(xiàn)IBD的臨床個體化治療。